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EP0160909A2 - Process for the chlorination and sulphochlorination of organic compounds - Google Patents

Process for the chlorination and sulphochlorination of organic compounds Download PDF

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Publication number
EP0160909A2
EP0160909A2 EP85105170A EP85105170A EP0160909A2 EP 0160909 A2 EP0160909 A2 EP 0160909A2 EP 85105170 A EP85105170 A EP 85105170A EP 85105170 A EP85105170 A EP 85105170A EP 0160909 A2 EP0160909 A2 EP 0160909A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
liquid
chlorine
reaction
sulfochlorination
gas
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP85105170A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP0160909B1 (en
EP0160909A3 (en
Inventor
Franz-Josef Dr. Carduck
Willi Dr. Wüst
Hubert Dr. Harth
Harald Liebs
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Henkel AG and Co KGaA
Original Assignee
Henkel AG and Co KGaA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Henkel AG and Co KGaA filed Critical Henkel AG and Co KGaA
Priority to AT85105170T priority Critical patent/ATE32886T1/en
Publication of EP0160909A2 publication Critical patent/EP0160909A2/en
Publication of EP0160909A3 publication Critical patent/EP0160909A3/en
Application granted granted Critical
Publication of EP0160909B1 publication Critical patent/EP0160909B1/en
Expired legal-status Critical Current

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Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C303/00Preparation of esters or amides of sulfuric acids; Preparation of sulfonic acids or of their esters, halides, anhydrides or amides
    • C07C303/02Preparation of esters or amides of sulfuric acids; Preparation of sulfonic acids or of their esters, halides, anhydrides or amides of sulfonic acids or halides thereof
    • C07C303/04Preparation of esters or amides of sulfuric acids; Preparation of sulfonic acids or of their esters, halides, anhydrides or amides of sulfonic acids or halides thereof by substitution of hydrogen atoms by sulfo or halosulfonyl groups
    • C07C303/10Preparation of esters or amides of sulfuric acids; Preparation of sulfonic acids or of their esters, halides, anhydrides or amides of sulfonic acids or halides thereof by substitution of hydrogen atoms by sulfo or halosulfonyl groups by reaction with sulfur dioxide and halogen or by reaction with sulfuryl halides

Definitions

  • the invention relates to an improved method for reacting chlorine and mixtures of chlorine and sulfur dioxide with liquid or dissolved organic components.
  • the method is particularly advantageous when the liquid phase to be treated has or assumes an increased viscosity under reaction conditions.
  • the process is particularly suitable for the chlorination and sulfochlorination of fatty raw materials, in particular fatty acids and / or their esters with mono- and / or polyhydric alcohols.
  • chlorination encompasses both the addition of chlorine to olefinic double bonds of the starting material and the substitution reaction which may be excited by UV light to form HC1.
  • the term “sulfochlorination” encompasses in the usual way the reaction of SO 2 / Cl 2 mixtures with aliphatic chain constituents, possibly excited by UV light, with formation of the SO 2 Cl group and emission of HC1.
  • the fatliquoring consists essentially of those sulfonated chlorination products which are chlorinated by sulfochlorinating higher fatty acids or esters of higher fatty acids of chain lengths C 8 - C 24 and S0 2, if appropriate with UV irradiation at 2o to 9o ° C up to a content of bound chlorine of 5-30% by weight and a content of S0 2 C1 groups of 1 to 20% by weight, the ratio of chlorine atoms to SO 2 Cl groups is in the range from o, 7: 1 to 7o: 1. and a subsequent saponification of these groups has been carried out.
  • the gaseous components fed to the reactor increasingly leave the reactor in the unreacted state.
  • the rate of conversion which is influenced by the mass transfer rate of the gases into the liquid phase, decreases.
  • the different solubility of the gases in the liquid phase influences the course of the reaction.
  • the teaching of the invention is based on the surprising finding that, despite the miscibility of gas and liquid phases that is increasingly difficult in the course of the reaction to be observed, homogenization of the reaction mixture can be achieved in particular in the stages of the course of the reaction by additional action of mechanical forces optical appearance of the reactant mixture speaks against good miscibility.
  • the invention accordingly relates to a process for chlorination and sulfochlorination of fat raw materials which are liquid under reaction conditions, in particular fatty acids and / or their esters, by reaction with chlorine and SO 2 , in which the liquid feed is circulated through a reaction zone in which it is reacted with chlorine and S0 2 fed into the circuit, the new process being characterized in that the chlorine and S0 2 are fed in cocurrent with the liquid material and together with it during or before entering the reaction zone by a Intensive mixer are performed, the amount of chlorine and S0 2 fed so that the reaction mixture passes through the reaction zone as a practically homogeneous liquid phase.
  • Sulfochlorinating liquid is fed from the container B to the mixing device R by the pump P.
  • the gaseous reactant or the corresponding reactant mixture is expediently introduced into the circulating liquid through a coaxial tube.
  • Static and / or moving mixing elements inserted into the liquid circuit can be used as the mixing zone, preference being given to working with static mixing elements which, by means of intersecting guide elements in the region of the mixing zone, bring about a highly turbulent zigzag flow of the gas-liquid mixture.
  • the gas phase Due to the intensive mechanical mixing of the gas-liquid phase in the mixing device R, the gas phase is completely or practically completely dissolved in the increasingly viscous liquid phase despite the short residence time of the reaction mixture in this mixing device.
  • the liquid which leaves the mixing zone R contains virtually no visible gas bubbles. It is returned to the container B via the reaction zone C and then through a heat exchanger W.
  • the HCl that may be formed degasses and can be fed to a scrubber.
  • the new process is particularly suitable for the chlorination / sulfochlorination of fatty substances such as triglycerides, fatty acids and / or their esters.
  • fatty substances such as triglycerides, fatty acids and / or their esters.
  • examples are tallow, tallow fatty acid methyl ester, coconut fatty acid methyl ester follow-up, LT follow-on esters and mixtures thereof.
  • the invention preferably starts from higher fatty acids or from esters of such higher fatty acids of chain lengths C 8 -C 24 , in particular C lo -C 20 , with iodine numbers of lo-12o.
  • Mixtures of fatty acids from naturally occurring fats or oils with a proportion of mono- or polyunsaturated fatty acids are preferred. Examples of these are the fatty acid mixtures or their esters obtained from coconut oil, soybean oil, palm kernel oil, cottonseed oil, rapeseed oil, linseed oil, castor oil, sunflower oil, olive oil, claw oil, peanut oil, herring oil, cod oil, shark oil, walnut oil, tallow fat or lard. Also the corresponding naturally occurring fats or oils and naturally occurring wax esters, e.g.
  • B. sperm oil are suitable as starting material for the production of fatliquors of the type described. It is crucial that the Carrying out the chlorination and sulfochlorination is no longer hindered by the high viscosity of the corresponding liquid phases or reaction products resulting therefrom.
  • esters from mixtures of saturated and unsaturated fatty acids of chain lengths C 8 to C 24 , preferably C 10 to C2o, with iodine numbers of lo to 12o, for example decanecarboxylic acid, palmitic acid, stearic acid, behenic acid, dodecenecarboxylic acid , oleic acid, linoleic acid or carboxylic acids produced by paraffin oxidation and their esters with monohydric aliphatic alcohols of chain lengths C 1 to C 4 .
  • the transesterification products prepared from natural animal or vegetable fats, oils or waxes with the lower monohydric aliphatic alcohols, in particular methanol may also be preferred.
  • Other alcohols suitable for ester formation are: polyhydric aliphatic alcohols with chain lengths C 2 to C 6 such as ethylene glycol, 1,2-propylene glycol, glycerol, pentaerythritol or sorbitol or higher alcohols with chain lengths C 8 to C 241 such as decyl alcohol or oleyl alcohol,
  • the reaction is carried out in the absence of viscosity-reducing diluents.
  • viscosity-reducing diluents As is known, to solve the viscosity problem in the field concerned here, it was also proposed to achieve an improved mass transfer between the gas and liquid phases by the use of inert viscosity-reducing diluents.
  • rotor-stator machines are suitable as mixing elements - see Figure 1 R.
  • the high-speed rotors create a mechanical shear effect between the rotor and the stator. Due to this shear effect, the gas is in the mix during the short residence time device completely solved.
  • the homogeneous or practically homogeneous liquid phase which leaves the rotor-stator machine is fed to the reaction zone G which is usually irradiated with a UV lamp.
  • static mixing elements are used. These are also commercially available aids. Installation bodies made of corrugated and often bent, intersecting are suitable, for example. Expanded metal strips. In such a system of intersecting channels, a highly turbulent zigzag flow of the mixture of liquid phase and gaseous reactants is guaranteed. This achieves intensive mixing and ultimately homogenization of the reaction phase.
  • SMV Static Mixer
  • the ratio of the amount of gas supplied to the circulating amount of liquid for the two reaction gases chlorine and SO 2 is in each case generally in the range from 0.50 to 500 parts by weight gas / 100 parts by weight liquid, in particular in the range from 0.1 to 100 parts by weight gas and preferably in the range from 0 , 3 to 3o parts by weight of gas - in each case based on looo parts by weight of liquid.
  • Chlorine and sulfur dioxide can be metered in as gaseous reactants but also under pressure as liquids in the circulating stream of the liquid reactant, depending on the pressure and temperature at the point of introduction, they either evaporate or are dispersed and dissolved as a liquid.
  • the pressure at the point of introduction of chlorine and / or sulfur dioxide is preferably in the range from 0.2 to 80 bar, in particular in the range from 0.2 to 25 bar and advantageously in the range from 0.5 to 5 bar.
  • the duration of the reaction is generally about 2 to 10 hours. After this time, for example, 5 to 30 percent by weight of chlorine and 1 to 20 percent by weight of SO 2 Cl groups have been added.
  • the ratio of chlorine atoms to SO 2 C1 groups is preferably in the range from about 0.7: 1 to 70: 1, in particular the ratio is 2: 1 to 20: 1, advantageously 3: 1 to 7: 1.
  • the rotor-stator mixer provided in the mixing zone R does not reveal any gas bubbles in the circulating liquid phase behind the mixing device when it is running. However, if the rotor-stator machine is turned off, one observes how the gas rises up to fist-sized bubbles quickly without loosening.
  • the exhaust gas from tank B is colored by the penetrating chlorine gas.
  • the reaction cycle is as shown in Figure 1, but the mixing unit R is now a static mixer.
  • These are four elements of the type marketed by Gebrüder Sulzer AG., Winterthur, Switzerland under the trade name "SMV 8".
  • the total length of the mixing section is 20 cm, the diameter is 5 cm, the ratio of length to diameter is thus 4: 1.
  • the addition of chlorine to the olefinic double bonds of the starting material used is carried out in the first reaction loop.
  • the reaction loop consists of the circulation pump P 1, the static mixing section R 1 and the heat exchanger W 1. 5 m 3 / h of liquid phase of 6 ° C. are pumped around it. There are 26o kg / h of tallow fatty acid methyl ester and 36.4 kg / h of chlorine metered in continuously and 296.4 kg / h of methyl chlorate tallow fatty acid are withdrawn, which are fed to the second reaction loop. This is where sulfochlorination and chlorination take place simultaneously.
  • a rotor-stator machine (R 3) is installed as the mixing element. 15 m 3 / h liquid phase of 4o o C are pumped over and 46.8 kg / h C1 2 and 18.2 kg S0 2 / h metered in continuously. 24.1 kg / h of HCl gas are separated off in separator B 2 . There are 383.3 kg / h of chlorotallow fatty acid methyl ester sulfochloride with 16.7 percent by weight of chain chlorine and 15.8 percent by weight of SO 2 Cl.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

Verfahren zur Chlorierung und Sulfochlorierung von Fett-Rohstoffen, wobei man die Reaktionspartner im Kreislauf durch eine Reaktionszone führt, in die das Chlor und SO2 im Gleichstrom mit dem flüssigen Fett-Rohstoff eingespeist und durch einen Intensivmischer homogenisiert wird.Process for the chlorination and sulfochlorination of fat raw materials, in which the reactants are circulated through a reaction zone into which the chlorine and SO2 are fed in cocurrent with the liquid fat raw material and homogenized by an intensive mixer.

Description

Die Erfindung betrifft ein verbessertes Verfahren zur Umsetzung von Chlor sowie Gemischen aus Chlor und Schwefeldioxid mit flüssigen oder gelösten organischen Komponenten. Das Verfahren ist insbesondere dann von Vorteil, wenn die zu behandelnde Flüssigphase unter Reaktionsbedingungen eine erhöhte Viskosität aufweist oder annimmt. Das Verfahren eignen sich insbesondere zur Chlorierung und Sulfochlorierung von Fettrohstoffen, insbesondere von Fettsäuren und/ oder deren Estern mit ein- und/oder mehrwertigen Alkoholen. Der Begriff der Chlorierung umfaßt im Rahmen der erfindungsgemäßen Lehre sowohl die Addition von Chlor an olefinische Doppelbindungen des Ausgangsmaterials als auch die gegebenenfalls durch UV-Licht angeregte Substitutionsreaktion unter Bildung von HC1. Der Begriff der Sulfochlorierung erfaßt in üblicher Weise die gegebenenfalls durch UV-Licht angeregte Reaktion von SO2/Cl2-Gemischen mit aliphatischeh Kettenbestandteilen unter Bildung der SO2Cl-Gruppe und Emission von HC1.The invention relates to an improved method for reacting chlorine and mixtures of chlorine and sulfur dioxide with liquid or dissolved organic components. The method is particularly advantageous when the liquid phase to be treated has or assumes an increased viscosity under reaction conditions. The process is particularly suitable for the chlorination and sulfochlorination of fatty raw materials, in particular fatty acids and / or their esters with mono- and / or polyhydric alcohols. In the context of the teaching according to the invention, the term chlorination encompasses both the addition of chlorine to olefinic double bonds of the starting material and the substitution reaction which may be excited by UV light to form HC1. The term “sulfochlorination” encompasses in the usual way the reaction of SO 2 / Cl 2 mixtures with aliphatic chain constituents, possibly excited by UV light, with formation of the SO 2 Cl group and emission of HC1.

Die Chlorierung und Sulfochlorierung von Fett-Rohstoffen, insbesondere Fettsäuren und/oder Fettsäureestern führt bekanntlich zu interessanten Fettungsmitteln für Leder und Pelze. So sind aus der DE-PS 22 45 o77 solche Fettungsmittel auf Basis von sulfonierten Chlorierungsprodukten von natürlichen oder synthetischen höheren Fettsäuren oder Fettsäureestern in Form ihrer Alkali-, Ammonium- oder Aminsalze bekannt, die dadurch gekennzeichnet sind, daß sie aus solchen sulfonierten Chlorierungsprodukten bestehen, die durch Chlorieren von höheren Fettsäuren oder von Estern höherer Fettsäuren der Kettenlängen C8 - C24 bis zu einem Chlorgehalt von 2o bis 45 Gewichtsprozent erhalten worden sind, wobei die Chlorierungsprodukte im wesentlichen keine olefinischen Doppelbindungen mehr enthalten und die nachfolgende Sulfonierung mit S03 bis zu einem Gehalt von 4o bis loo Molprozent S03, bezogen auf Chlorierungsprodukt, durchgeführt worden ist.The chlorination and sulfochlorination of fat raw materials, in particular fatty acids and / or fatty acid esters, is known to lead to interesting fatliquoring agents for leather and furs. Thus, from DE-PS 22 45 o77 such fatliquors based on sulfonated chlorination products of natural or synthetic higher fatty acids or fatty acid esters in the form of their alkali, ammonium or amine salts are known, which are characterized in that they consist of such sulfonated chlorination products, those by chlorinating higher fatty acids or higher esters Fatty acids of chain lengths C 8 - C 24 up to a chlorine content of 2o to 45 percent by weight have been obtained, the chlorination products essentially no longer containing olefinic double bonds and the subsequent sulfonation with S0 3 up to a content of 40 to 100 mole percent S0 3 , based on the chlorination product.

Entsprechende Fettungsmittel beschreibt weiterhin die DE-OS 3o 18 176, wobei diese Lehre dadurch gekennzeichnet ist, daß die Fettungsmittel im wesentlichen aus solchen sulfonierten Chlorierungsprodukten bestehen, die durch Sulfochlorieren von höheren Fettsäuren oder von Estern höherer Fettsäuren der Kettenlängen C8 - C24 mittels Chlor und S02 gegebenenfalls unter UV-Bestrahlung bei 2o bis 9o°C bis zu einem Gehalt an gebundenen Chlor von 5 - 3o Gewichtsprozent und einem Gehalt an S02C1-Gruppen von 1 bis 2o Gewichtsprozent hergestellt worden sind, wobei das Verhältnisvon Chloratomen zu SO2Cl-Gruppen im Bereich von o,7 : 1 bis 7o : 1.liegt und eine nachfolgende Verseifung dieser Gruppen vorgenommen werden ist. Eine Verbesserung wird in der DE-OS 32 38 741.5 geschildert, wobei jetzt im Rahmen der Herstellung der sulfonierten Chlorierungsprodukte von höheren Fettsäure- oder Fettsäureester-Gemischen ausgegangen wird, die ungesättigte Anteile enthalten. In diesem Fall wird zunächst eine Chlorierung zur Absättigung der Doppelbindungen und danach eine Sulfochlorierung mit Chlor und S02 durchgeführt. Die nachfolgende Verseifung führt zu den gewünschten Fettungsmitteln.Corresponding fatliquoring is further described in DE-OS 3o 18 176, this teaching being characterized in that the fatliquoring consists essentially of those sulfonated chlorination products which are chlorinated by sulfochlorinating higher fatty acids or esters of higher fatty acids of chain lengths C 8 - C 24 and S0 2, if appropriate with UV irradiation at 2o to 9o ° C up to a content of bound chlorine of 5-30% by weight and a content of S0 2 C1 groups of 1 to 20% by weight, the ratio of chlorine atoms to SO 2 Cl groups is in the range from o, 7: 1 to 7o: 1. and a subsequent saponification of these groups has been carried out. An improvement is described in DE-OS 32 38 741.5, with higher fatty acid or fatty acid ester mixtures which contain unsaturated portions now being used in the preparation of the sulfonated chlorination products. In this case, chlorination is first carried out to saturate the double bonds and then sulfochlorination with chlorine and SO 2 . The subsequent saponification leads to the desired fatliquoring agents.

Unter den Reaktionsbedingungen der Chlorierung/Sulfochlorierung liegen Chlor und S02 gasförmig vor. Um mit dem organischen Reaktionspartner reagieren zu können, müssen diese gasförmigen Komponenten in der flüssigen Phase gelöst werden. üblicherweise leitet man hierzu die Gase über Gasverteiler von unten in eine Flüssigkeitssäule ein oder aber man läßt gasförmige und flüssige Reaktanten im Gegenstrom zueinander durch Austauschvorrichtungen, beispielsweise Füllkörperkolonnen, laufen. Es zeigt sich jedoch dabei, daß die Viskosität der organischen Flüssigphase mit zunehmendem Reaktionsablauf zunehmend ansteigt. Gleichzeitig wird der Stoffaustausch zwischen flüssiger Phase und Gasphase zunehmend gehemmt. So beobachtet man beispielsweise in einer Säule des flüssigen Reaktanten, in die unten die gasförmigen Reaktanten eingespeist werden,mit zunehmender Viskosität der Flüssigphase immer größere Blasen, die sehr rasch aufsteigen. Die dem Reaktor zugeführten gasförmigen Komponenten verlassen im zunehmenden Ausmaß den Reaktor im unreagierten Zustand. Die durch die Stoffübergangsgeschwindigkeit der Gase in die Flüssig- phase beeinflußte Umsetzungsgeschwindigkeit sinkt. Bei simultaner Absorption und Reaktion mehrerer Gase beeinflußt die unterschiedliche Löslichkeit der Gase in der Flüssigphase den Reaktionsverlauf.Under the reaction conditions of chlorination / sulfochlorination, chlorine and SO 2 are in gaseous form. In order to be able to react with the organic reactant, these gaseous components must be dissolved in the liquid phase. For this purpose, the gases are usually passed from below into a liquid column via gas distributors, or gaseous and liquid reactants are run in countercurrent to one another through exchange devices, for example packed columns. It turns out, however, that the viscosity of the organic liquid phase increases with increasing reaction. At the same time, the exchange of materials between liquid phase and gas phase increasingly inhibited. For example, in a column of the liquid reactant into which the gaseous reactants are fed at the bottom, as the viscosity of the liquid phase increases, larger and larger bubbles rise rapidly. The gaseous components fed to the reactor increasingly leave the reactor in the unreacted state. The rate of conversion, which is influenced by the mass transfer rate of the gases into the liquid phase, decreases. With simultaneous absorption and reaction of several gases, the different solubility of the gases in the liquid phase influences the course of the reaction.

Die Lehre der Erfindung geht von der überraschenden Feststellung aus, daß trotz der zu beobachtenden zunehmend im Reaktionsverlauf verschwerten Vermischbarkeit von Gas- und Flüssigphasen durch zusätzliche Einwirkung mechanischer Kräfte eine Homogenisierung des Reaktionsgemisches insbesondere in den Stadien des Reaktionsablaufes erreicht werden kann, in denen an sich das optische Erscheinungsbild des Reaktantengemisches gegen gute Vermischbarkeit spricht.The teaching of the invention is based on the surprising finding that, despite the miscibility of gas and liquid phases that is increasingly difficult in the course of the reaction to be observed, homogenization of the reaction mixture can be achieved in particular in the stages of the course of the reaction by additional action of mechanical forces optical appearance of the reactant mixture speaks against good miscibility.

Gegenstand der Erfindung ist dementsprechend ein Verfahren zur Chlorierung und Sulfochlorierung von unter Reaktionsbedingungen flüssigen Fett-Rohstoffen, insbesondere Fettsäuren und/oder deren Estern, durch Umsetzung mit Chlor und S02, bei dem man das flüssige Einsatzmaterial in Kreislaufführung durch eine Reaktionszone führt, in der es mit in den Kreislauf eingespeistem Chlor und S02 zur Umsetzung gebracht wird, wobei das neue Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, daß das Chlor und S02 im Gleichstrom mit dem flüssigen Gut eingespeist und zusammen mit diesem beim oder vor dem Eintritt in die Reaktionszone durch einen Intensivmischer geführt werden, wobei die Menge des eingespeisten Chlors und S02 so bemessen wird, daß das Reaktionsgemisch die Reaktionszone als praktisch homogene Flüssigphase durchläuft.The invention accordingly relates to a process for chlorination and sulfochlorination of fat raw materials which are liquid under reaction conditions, in particular fatty acids and / or their esters, by reaction with chlorine and SO 2 , in which the liquid feed is circulated through a reaction zone in which it is reacted with chlorine and S0 2 fed into the circuit, the new process being characterized in that the chlorine and S0 2 are fed in cocurrent with the liquid material and together with it during or before entering the reaction zone by a Intensive mixer are performed, the amount of chlorine and S0 2 fed so that the reaction mixture passes through the reaction zone as a practically homogeneous liquid phase.

Das Prinzip des erfindungsgemäßen Verfahrens wird aus dem Fließschema der beigefügten Figur 1 ersichtlich: Die zu chlorierende/ sulfochlorierende Flüssigkeit wird aus dem Behälter B mit der Pumpe P der Mischeinrichtung R zugeführt. Kurz vor Eintritt - oder beim Eintritt - in R wird in die umlaufende Flüssigkeit zweckmäßig durch ein Koaxialrohr die gasförmige Reaktante bzw. das entsprechende Reaktantengemisch eingeleitet. Als Mischzone können in den Flüssigkeitskreislauf eingefügte statische und/oder bewegte Mischelemente eingesetzt werden, wobei bevorzugt mit statischen Mischelementen gearbeitet wird, die durch sich kreuzende Leitelemente im Bereich der Mischzone eine hochturbulente Zick-Zack-Strömung des Gas-Flüssigkeits-Gemisches bewirken.The principle of the method according to the invention can be seen from the flow diagram of the attached FIG. 1: Sulfochlorinating liquid is fed from the container B to the mixing device R by the pump P. Shortly before entry - or upon entry - into R, the gaseous reactant or the corresponding reactant mixture is expediently introduced into the circulating liquid through a coaxial tube. Static and / or moving mixing elements inserted into the liquid circuit can be used as the mixing zone, preference being given to working with static mixing elements which, by means of intersecting guide elements in the region of the mixing zone, bring about a highly turbulent zigzag flow of the gas-liquid mixture.

Durch die intensive mechanische Vermischung von .Gas-Flüssig-Phase in der Mischeinrichtung R wird trotz kurzer Verweilzeit des Reaktionsgemisches in dieser Mischeinrichtung die Gasphase vollständig oder praktisch vollständig in der zunehmend viskosen Flüssigphase gelöst. In der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung enthält die Flüssigkeit, welche die Mischzone R verläßt, praktisch keine sichtbaren Gasblasen. Sie wird über die Reaktionszone C und anschließend durch einen Wärmetauscher W in den Behälter B zurückgeführt. Hier gast die gegebenenfalls gebildete HCl aus und kann einem Wäscher zugeführt werden.Due to the intensive mechanical mixing of the gas-liquid phase in the mixing device R, the gas phase is completely or practically completely dissolved in the increasingly viscous liquid phase despite the short residence time of the reaction mixture in this mixing device. In the preferred embodiment of the invention, the liquid which leaves the mixing zone R contains virtually no visible gas bubbles. It is returned to the container B via the reaction zone C and then through a heat exchanger W. Here, the HCl that may be formed degasses and can be fed to a scrubber.

Die beschriebene Verfahrensweise läßt zu, daß die Reaktion in einem einphasigen, homogenen Medium stattfindet. Das hat u. a. die folgenden Vorteile:

  • Die Umsetzungsgeschwindigkeit kann nicht durch den Stoffübergang gas-flüssig limitiert werden, die unterschiedlichen Löslichkeiten von Chlor und S02 in der Flüssigphase haben damit keinen Einfluß auf den Reaktionsablauf. Chlor und S02 haben eine einheitliche Verweilzeit in der Reaktionszone, d. h. ein enges Verweilzeitspektrum. Die Verweilzeit von Chlor bzw. S02 in der Reaktionszone wird nur durch den Flüssigkeitskreislauf bestimmt. Ein Durchschlagen von nicht reagiertem Gas ist nicht möglich. Es-können Flüssigphasen mit hoher Viskosität eingesetzt werden, die bisher wegen des Durchschlagens der Gasphase wirtschaftlich der Umsetzung nicht zugeführt werden konnten. Die Reaktion selbst kann bei niedrigeren Temperaturen - und damit entsprechend höheren Viskositäten der Flüssigphase - durchgeführt werden, was beispielsweise hinsichtlich der Selektivität der Sulfochlorierung von Vorteil ist. Die Viskosität beeinfluß damit nicht mehr die Wahl der Reaktionstemperatur. Die Sulfochlorierung kann damit problemlos bei einem Einsatzmolverhältnis von Chlor zu SO2 von 1 : 1 durchgeführt werden, ohne daß gleichzeitig Kettenchlorierung eintritt oder es zu wesentlichen S02-Verlusten kommt. Dies ist beispielsweise von Interesse, wenn preisgünstige Fettstoffe mit höherer Jodzahl zum Einsatz kommen. Mit diesen Fettstoffen kann zunächst eine Chloraddition an die olefinische Doppelbindung und anschließend eine Sulfochlorierung ohne Kettenchlorierung durchgeführt werden. Für denselben Kettenchlorgehalt wird bekanntlich bei der Additonsreaktion nur halbsoviel Chlor verbraucht wie bei der Substitutionsreaktion.
The procedure described allows the reaction to take place in a single-phase, homogeneous medium. This has the following advantages, among others:
  • The rate of conversion cannot be limited by the gas-liquid mass transfer, the different solubilities of chlorine and SO 2 in the liquid phase therefore have no influence on the course of the reaction. Chlorine and SO 2 have a uniform residence time in the reaction zone, ie a narrow residence time spectrum. The residence time of chlorine or SO 2 in the reaction zone is only determined by the liquid cycle. It is not possible to blow through unreacted gas. Liquid phases with a high viscosity can be used, which have so far been economical because of the breakdown of the gas phase could not be fed. The reaction itself can be carried out at lower temperatures - and thus correspondingly higher viscosities of the liquid phase - which is advantageous, for example, with regard to the selectivity of the sulfochlorination. The viscosity no longer influences the choice of reaction temperature. The sulfochlorination can thus be carried out without problems at a molar ratio of chlorine to SO 2 of 1: 1, without chain chlorination occurring at the same time or significant S0 2 losses occurring. This is of interest, for example, if inexpensive fatty substances with a higher iodine number are used. These fatty substances can first be used to add chlorine to the olefinic double bond and then to carry out sulfochlorination without chain chlorination. For the same chain chlorine content, it is known that only half as much chlorine is used in the additon reaction as in the substitution reaction.

Das neue Verfahren ist insbesondere geeignet für die Chlorierung/ Sulfochlorierung von Fettstoffen wie Triglyceriden, Fettsäuren und/ oder deren Estern. Beispiele sind Talg, Talgfettsäuremethylester, Kokosfettsäuremethylesternachlauf, LT-Nachlaufester und deren Gemische.The new process is particularly suitable for the chlorination / sulfochlorination of fatty substances such as triglycerides, fatty acids and / or their esters. Examples are tallow, tallow fatty acid methyl ester, coconut fatty acid methyl ester follow-up, LT follow-on esters and mixtures thereof.

Bevorzugt geht die Erfindung von höheren Fettsäuren oder von Estern solcher höherer Fettsäuren der Kettenlängen C8 - C24, insbesondere Clo - C20, mit Jodzahlen von lo - 12o aus. Bevorzugt werden dabei Gemische von Fettsäuren aus natürlich vorkommenden Fetten oder ölen mit einem Anteil an einfach oder mehrfach ungesättigten Fettsäuren. Beispiele hierfür sind die aus Kokosöl, Sojaöl, Palmkernöl, Baumwollsaatöl, Rüböl, Leinöl, Ricinusöl, Sonnenblumenöl, Olivenöl, Klauenöl, Erdnußöl, Heringstran, Dorschtran, Haifischtran, Waltran, Talgfetten oder Schweineschmalz gewonnenen Fettsäuregemische bzw. deren Ester. Auch die entsprechenden natürlich vorkommenden Fette oder öle sowie natürlich vorkommende Wachsester, z. B. Sperm- öl, kommen als Ausgangsmaterial für die Herstellung von Fettungsmitteln der beschriebenen Art in Betracht. Entscheidend ist, daß die Durchführung der Chlorierung und Sulfochlorierung jetzt nicht mehr durch die hohe Viskosität der entsprechenden Flüssigphasen bzw. daraus entstehenden Reaktionsprodukte behindert wird.The invention preferably starts from higher fatty acids or from esters of such higher fatty acids of chain lengths C 8 -C 24 , in particular C lo -C 20 , with iodine numbers of lo-12o. Mixtures of fatty acids from naturally occurring fats or oils with a proportion of mono- or polyunsaturated fatty acids are preferred. Examples of these are the fatty acid mixtures or their esters obtained from coconut oil, soybean oil, palm kernel oil, cottonseed oil, rapeseed oil, linseed oil, castor oil, sunflower oil, olive oil, claw oil, peanut oil, herring oil, cod oil, shark oil, walnut oil, tallow fat or lard. Also the corresponding naturally occurring fats or oils and naturally occurring wax esters, e.g. B. sperm oil, are suitable as starting material for the production of fatliquors of the type described. It is crucial that the Carrying out the chlorination and sulfochlorination is no longer hindered by the high viscosity of the corresponding liquid phases or reaction products resulting therefrom.

Besonders bevorzugt als Ausgangsstoffe für die Herstellung der Fettungsmittel sind synthetisch hergestellt Ester aus Gemischen gesättigter und ungesättigter Fettsäuren der Kettenlängen C8 bis C24, vorzugsweise C1o bis C2o, mit Jodzahlen von lo bis 12o, beispielsweise Decancarbonsäure, Palmitinsäure, Stearinsäure, Behensäure, Dodecencarbonsäure, ölsäure, Linolsäure oder durch Paraffinoxidation hergestellte Carbonsäuren und deren Ester mit einwertigen aliphatischen Alkoholen der Kettenlängen C1 bis C4. Wegen ihrer leichten Zugänglichkeit können auch die aus natürlichen tierischen oder pflanzlichen Fetten, Ölen oder Wachsen hergestellten Umesterungsprodukte mit den niederen einwertigen aliphatischen Alkoholen, insbesondere Methanol, erhaltenen Fettsäureester bevorzugt sein. Andere zur Esterbildung geeignete Alkohole sind: mehrwertige aliphatische Alkohole der Kettenlängen C2 bis C6 wie Ethylenglykol, 1,2-Propylenglykol, Glycerin, Pentaerythrit oder Sorbit oder auch höhere Alkohole der Kettenlängen C8 bis C241 wie Decylalkohol oder Oleylalkohol,Particularly preferred as starting materials for the preparation of the fatliquoring agents are synthetically produced esters from mixtures of saturated and unsaturated fatty acids of chain lengths C 8 to C 24 , preferably C 10 to C2o, with iodine numbers of lo to 12o, for example decanecarboxylic acid, palmitic acid, stearic acid, behenic acid, dodecenecarboxylic acid , oleic acid, linoleic acid or carboxylic acids produced by paraffin oxidation and their esters with monohydric aliphatic alcohols of chain lengths C 1 to C 4 . Because of their easy accessibility, the transesterification products prepared from natural animal or vegetable fats, oils or waxes with the lower monohydric aliphatic alcohols, in particular methanol, may also be preferred. Other alcohols suitable for ester formation are: polyhydric aliphatic alcohols with chain lengths C 2 to C 6 such as ethylene glycol, 1,2-propylene glycol, glycerol, pentaerythritol or sorbitol or higher alcohols with chain lengths C 8 to C 241 such as decyl alcohol or oleyl alcohol,

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Reaktion in Abwesenheit von viskositätserniedrigenden Verdünnungsmitteln durchgeführt. Bekanntlich war zur Lösung des Viskositätsproblems im hier betroffenen Arbeitsgebiet auch schon vorgeschlagen, durch Mitverwendung inerter viskositätserniedrigender Verdünnungsmittel einen verbesserten Stoffaustausch zwischen Gas- und Flüssigphase zu erreichen.In a preferred embodiment of the invention, the reaction is carried out in the absence of viscosity-reducing diluents. As is known, to solve the viscosity problem in the field concerned here, it was also proposed to achieve an improved mass transfer between the gas and liquid phases by the use of inert viscosity-reducing diluents.

Als Mischelemente - vergleiche Abbildung 1 R - sind beispielsweise kommerziell erhältliche Rotor-Stator-Maschinen geeignet. In diesen Vorrichtungen erzeugen die schnell laufenden Rotoren eine mechanische Scherwirkung zwischen Rotor und Stator. Durch diese Scherwirkung wird das Gas während der kurzen Verweilzeit in der Mischeinrichtung vollständig gelöst. Die homogene bzw. praktisch homogene Flüssigphase, die die Rotor-Stator-Maschine verläßt, wird der gewöhnlich mit einer UV-Lampe bestrahlten Reaktionszone G zugeführt.For example, commercially available rotor-stator machines are suitable as mixing elements - see Figure 1 R. In these devices, the high-speed rotors create a mechanical shear effect between the rotor and the stator. Due to this shear effect, the gas is in the mix during the short residence time device completely solved. The homogeneous or practically homogeneous liquid phase which leaves the rotor-stator machine is fed to the reaction zone G which is usually irradiated with a UV lamp.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird mit statischen Mischelementen gearbeitet. Auch hierbei handelt es sich um handelsübliche Hilfsmittel. Geeignet sind beispielsweise Einbaukörper aus gewellten und vielfach abgeknickten, sich kreuzenden . Streckmetallbändern. In einem solchen System sich kreuzender Kanäle ist eine hochturbulente Zick-Zack-Strömung des Gemisches von Flüssig- phase und gasförmigem Reaktanten gewährleistet. Hierdurch wird die intensive Vermischung und letztlich damit die Homogenisierung der Reaktionsphase erreicht. Zur einschlägigen Literatur wird beispielsweise verwiesen auf W. Tauscher, Das breite Anwendungsspektrum des statischen Mischers, Chemische Produktion (1977) lo, lo-14. Geeignet sind beispielsweise entsprechende statische Mischelemente der Firma Gebrüder Sulzer AG, Winterthur, Schweiz, die beispielsweise unter der Handelsbezeichnung "SMV" vertrieben werden.In a preferred embodiment of the invention, static mixing elements are used. These are also commercially available aids. Installation bodies made of corrugated and often bent, intersecting are suitable, for example. Expanded metal strips. In such a system of intersecting channels, a highly turbulent zigzag flow of the mixture of liquid phase and gaseous reactants is guaranteed. This achieves intensive mixing and ultimately homogenization of the reaction phase. For the relevant literature, reference is made, for example, to W. Tauscher, The Wide Range of Applications of the Static Mixer, Chemical Production (1977) lo, lo-14. Suitable static mixing elements from Gebrüder Sulzer AG, Winterthur, Switzerland, for example, are suitable, which are sold, for example, under the trade name "SMV".

Insbesondere für das Arbeiten mit solchen in das Fließrohr eingebauten statischen Mischelementen gelten die folgenden bevorzugten Verfahrensangaben: Fließgeschwindigkeiten der Flüssigphase in der statischen Mischzone - bezogen auf das leere Rohr - im Bereich von o,1 bis 5 m/s, vorzugsweise im Bereiche von o,25 bis 2,5 m/s. Bevorzugtes Verhältnis von Länge zu Durchmesser der Mischstrecke im Bereiche von 2 : 1 bis 2o : 1. Mit vergleichsweise kurzen Mischstrecken, die etwa im Bereich von lo bis 5o cm liegen können, wird eine Intensivvermischung im erfindungsgemäßen Sinne erzielt. Das Verhältnis der zugeführten Gasmenge zur umlaufenden Flüssigkeitsmenge liegt für die beiden Reaktionsgase Chlor und S02jeweils im allgemeinen im Bereich vono,o5bis 5oo Gewichtsteile Gas/looo Gewichtsteile Flüssigkeit, insbesondere im Bereich von o,1 bis loo Gewichtsteile Gas und vorzugsweise im Bereich von o,3 bis 3o Gewichtsteile Gas - jeweils bezogen auf looo Gewichtsteile Flüssigkeit.The following preferred method specifications apply in particular when working with such static mixing elements built into the flow tube: Flow rates of the liquid phase in the static mixing zone - based on the empty tube - in the range of 0.1 to 5 m / s, preferably in the range of 0.1 25 to 2.5 m / s. Preferred ratio of length to diameter of the mixing section in the range from 2: 1 to 20: 1. With comparatively short mixing sections, which can be approximately in the range from 10 to 50 cm, intensive mixing in the sense of the invention is achieved. The ratio of the amount of gas supplied to the circulating amount of liquid for the two reaction gases chlorine and SO 2 is in each case generally in the range from 0.50 to 500 parts by weight gas / 100 parts by weight liquid, in particular in the range from 0.1 to 100 parts by weight gas and preferably in the range from 0 , 3 to 3o parts by weight of gas - in each case based on looo parts by weight of liquid.

Chlor und Schwefeldioxid können als gasförmige Reaktanten aber auch unter Druck als Flüssigkeiten in den umlaufenden Strom des Flüssigreaktanten eindosiert werden, wobei sie - abhängig von Druck und Temperatur an der Einleitstelle - entweder verdampfen oder als Flüssigkeit dispergiert und gelöst werden. Der Druck an der Einleitstelle von Chlor und/oder Schwefeldioxid liegt bevorzugt im Bereich von o,2 bis 8o bar, insbesondere im Bereich von o,2 bis 25 bar und zweckmäßigerweise im Bereich von o,5 bis 5 bar.Chlorine and sulfur dioxide can be metered in as gaseous reactants but also under pressure as liquids in the circulating stream of the liquid reactant, depending on the pressure and temperature at the point of introduction, they either evaporate or are dispersed and dissolved as a liquid. The pressure at the point of introduction of chlorine and / or sulfur dioxide is preferably in the range from 0.2 to 80 bar, in particular in the range from 0.2 to 25 bar and advantageously in the range from 0.5 to 5 bar.

Wird erfindungsgemäß mehrstufig derart gearbeitet, daß in einer ersten Reaktionsstufe die Addition von Chlor an vorhandene olefinische Doppelbindungen erfolgt und nachfolgend die Stufe der Sulfochlorierung stattfindet, kann es bevorzugt sein, die Chloraddition im Temperatur- bereich von etwa 5o bis 70°C und die Sulfochlorierung bei Temperaturen von etwa 3o bis 5o°C durchzuführen.If several steps are carried out according to the invention in such a way that the addition of chlorine to existing olefinic double bonds takes place in a first reaction stage and the sulfochlorination stage subsequently takes place, it may be preferred to add the chlorine in the temperature range from about 50 to 70 ° C. and the sulfochlorination Carry out temperatures of about 3o to 5o ° C.

Die Dauer der Reaktion beträgt im allgemeinen etwa 2 bis lo Stunden. Nach dieser Zeit sind beispielsweise 5 bis 3o Gewichtsprozent Chlor und 1 bis 2o Gewichtsprozent SO2Cl-Gruppen angelagert worden. Das Verhältnis von Chloratomen zu S02C1-Gruppen liegt bevorzugt im Bereich von etwa o,7 : 1 bis 70 : 1, insbesondere beträgt das Verhältnis 2 : 1 bis 2o : 1, zweckmäßigerweise 3 : 1 bis 7 : 1.The duration of the reaction is generally about 2 to 10 hours. After this time, for example, 5 to 30 percent by weight of chlorine and 1 to 20 percent by weight of SO 2 Cl groups have been added. The ratio of chlorine atoms to SO 2 C1 groups is preferably in the range from about 0.7: 1 to 70: 1, in particular the ratio is 2: 1 to 20: 1, advantageously 3: 1 to 7: 1.

Durch nachfolgende Verseifung beispielsweise mit wäßriger etwa 3o %iger Natrium-Kaliumhydroxidlösung bei etwa 7o°C erhält man flüssige hochkonzentrierte wasseremulgierbare Produkte mit ausgezeichneter Oxidations- , Licht- und Säurestabilität, die sich beispielsweise für die Lederfettung hervorragend eignen, so wie es in der DE-OS 32 38 741.5 im einzelnen beschrieben ist.Subsequent saponification, for example with aqueous approximately 30% sodium potassium hydroxide solution at approximately 70 ° C., gives liquid, highly concentrated water-emulsifiable products with excellent oxidation, light and acid stability, which are outstandingly suitable, for example, for leather greasing, as described in DE OS 32 38 741.5 is described in detail.

In den nachfolgenden Beispielen wird sowohl die Addition von Chlor an vorliegende olefinische Doppelbindungen als auch die Sulfochlorierung im Molverhältnis 1 : 1 und gegebenenfalls eine nachfolgende Substitution durch Chlor bei höheren Viskositäten beschrieben.The following examples describe both the addition of chlorine to the olefinic double bonds present and the sulfochlorination in a molar ratio of 1: 1 and, if appropriate, a subsequent substitution by chlorine at higher viscosities.

Beispiel 1example 1

841 kg Talgfettsäuremethylester von 2o°C (JZ = 52) werden in den in Abbildung 1 gezeigten Behälter B gefüllt und mittels der Pumpe p mit einem Durchsatz von 15 m3/h umgepumpt. Ohne in der Reaktionszone G die UV-Lampe zu zünden, werden 54 kg Chlor/h eingeleitet, wobei die Produkttemperatur bis auf 61°C ansteigt. Nachdem der Chlorgehalt des Produktes 14 Gewichtsprozent erreicht hat, wird auf 4o°C abgekühlt und in der Reaktionszone G die UV-Lampe eingeschaltet. Es werden jetzt 2o kg/h Chlor und 18 kg/h S02 eingeleitet, bis der SO2Cl-Gehalt des Reaktionsproduktes 15 Gewichtsprozent beträgt. Der Kettenchlorgehalt hat sich nicht geändert. Nun wird der S02-Zuström abgestellt, und es wird unter denselben Betriebsbedingungen mit 2o kg C12/h bis zu einem Kettenchlorgehalt von 18 % chloriert. Es werden 125o kg Talgfettsäuremethylester-Sulfochlorid erhalten.841 kg of tallow fatty acid methyl ester at 20 ° C (JZ = 52) are filled into the container B shown in Figure 1 and pumped around by means of the pump p with a throughput of 15 m 3 / h. Without igniting the UV lamp in reaction zone G, 54 kg of chlorine / h are introduced, the product temperature rising to 61 ° C. After the chlorine content of the product has reached 14 percent by weight, the mixture is cooled to 40 ° C. and the UV lamp is switched on in reaction zone G. There are now 2o kg / h of chlorine and 18 kg / h introduced S0 2 until the SO 2 Cl content of the reaction product is 15 percent by weight. The chain chlorine content has not changed. Now the S0 2 inflow is switched off and chlorination is carried out under the same operating conditions with 2o kg C1 2 / h up to a chain chlorine content of 18%. 125o kg of tallow fatty acid methyl ester sulfochloride are obtained.

..Während der Reaktion steigt die Viskosität der Flüssigphase auf 3oo mPas bei 4o°C an. Trotzdem sind durch den in der Mischzone R vorgesehenen Rotor-Stator-Mischer bei laufender Mischvorrichtung hinter dieser keinerlei Gasblasen in der umlaufenden Flüssigphase zu erkennen. Wird jedoch die Rotor-Stator-Maschine ausgestellt, so beobachtet man, wie das Gas in bis zu faustgroßen Blasen rasch nach oben steigt ohne sich zu lösen. Das Abgas aus dem Behälter B ist von dem durchschlagenden Chlorgas gefärbt... During the reaction the viscosity of the liquid phase increases to 3oo mPas at 4o ° C. In spite of this, the rotor-stator mixer provided in the mixing zone R does not reveal any gas bubbles in the circulating liquid phase behind the mixing device when it is running. However, if the rotor-stator machine is turned off, one observes how the gas rises up to fist-sized bubbles quickly without loosening. The exhaust gas from tank B is colored by the penetrating chlorine gas.

Beispiel 2Example 2

Es wird wiederum in einem Reaktionskreislauf gemäß Abbildung 1 gearbeitet, als Mischeinheit R liegt jetzt jedoch ein statischer Mischer vor. Hierbei handelt es sich um vier Elemente des von der Firma Gebrüder Sulzer AG., Winterthur, Schweiz unter der Handelsbezeichnung "SMV 8" vertriebenen Typs. Die Gesamtlänge der Mischstrecke beträgt 2o cm, der Durchmesser 5 cm, das Verhältnis von Länge zu Durchmesser somit 4 : 1.In turn, the reaction cycle is as shown in Figure 1, but the mixing unit R is now a static mixer. These are four elements of the type marketed by Gebrüder Sulzer AG., Winterthur, Switzerland under the trade name "SMV 8". The total length of the mixing section is 20 cm, the diameter is 5 cm, the ratio of length to diameter is thus 4: 1.

432 kg Talgfettsäuremethylester /TME) von 2o°C (JZ = 52) werden in den Behälter B gefüllt und mit einem Durchsatz von 9 m3/h umgepumpt. Es werden 98 kg/h Chlor eingeleitet, wobei die Temperatur der Flüssigphase auf 58°C ansteigt. Nachdem der Chlorgehalt des Produktes 18 Gewichtsprozent erreicht hat, wird auf 41°C abgekühlt, die UV-Lampe in der Reaktionszone G wird eingeschaltet, und es werden 14,2 kg/h Cl2 und 12,8 kg/h SO2 eingeleitet, bis der SO2Cl-Gehalt 16,2 Gewichtsprozent beträgt. Der Kettenchlorgehalt hat sich nicht geändert. Es werden 652 kg Chlortalgfettsäuremethylester-Sulfochlorid erhalten.432 kg of tallow fatty acid methyl ester / TME) of 2 ° C (JZ = 52) are filled into container B and vice versa with a throughput of 9 m 3 / h pumps. 98 kg / h of chlorine are introduced, the temperature of the liquid phase rising to 58 ° C. After the chlorine content of the product has reached 18 percent by weight, the mixture is cooled to 41 ° C., the UV lamp in reaction zone G is switched on, and 14.2 kg / h Cl 2 and 12.8 kg / h SO 2 are introduced. until the SO 2 Cl content is 16.2 percent by weight. The chain chlorine content has not changed. There are obtained 652 kg of methyl chlorot tallow sulfochloride.

Unter den Verfahrensbedingungen sind in der umgepumpten Flüssigphase nach Durchlaufen der Mischzone R praktisch keine gasförmigen Reaktanten visuell feststellbar.Under the process conditions, practically no gaseous reactants can be visually determined in the pumped-over liquid phase after passing through the mixing zone R.

Beispiel 3Example 3

Im nachfolgenden Beispiel wird die kontinuierliche Verfahrensführung unter Bezugnahme auf die beigefügte Abbildung 2 beschrieben.In the following example, the continuous process control is described with reference to the attached Figure 2.

In der ersten Reaktionsschleife wird die Addition von Chlor an die olefinischen Doppelbindungen des eingesetzten Ausgangsmaterials durchgeführt. Die Reaktionsschleife besteht aus der Umlaufpumpe P 1, der statischen Mischstrecke R 1 und dem Wärmeaustauscher W 1. In ihr werden 5 m3/h Flüssigphase von 6o°C umgepumpt. Es werden 26o kg/h Talgfettsäuremethylester und 36,4 kg/h Chlor kontinuierlich zudosiert und 296,4 kg/h Chlortalgfettsäeremethylester abgezogen, die der zweiten Reaktionsschleife zugeführt werden. Hier finden simultan die Sulfochlorierung und die Chlorierung statt. In der 1. Stufe der Sulfochlorierung/Chlorierung, bestehend aus der Um laufpumpe P 2,der statischen Mischstrecke R 2, und der UV-Lampe G 1, dem Wärmetauscher W 2 und dem Abscheider B 1 werden 9 m3/h Flüssig- phase bei 4o°C umgepumpt. Es werden 51,9 kg/h C12 sowie 2o,8 kg/h S02 kontinuierlich zudosiert und 342,4 kg/h Chlortalgfettsäuremethylestersulfochlorid in Richtung der dritten Schleife abgezogen. Gleichzeitig verlassen 26,7 kg/h HCI-Gas den Abscheider B 1. In der 2. Stufe der Sulfochlorierung/Chlorierung ist als Mischorgan eine Rotor-Stator-Maschine (R 3) eingebaut. Es werden 15 m3/h Flüssigphase von 4ooC umgepumpt und 46,8 kg/h C12 sowie 18,2 kg S02/h kontinuierlich zudosiert. 24,1 kg/h HCl-Gas werden im Abscheider B 2 abgetrennt. Es werden 383,3 kg/h Chlortalgfettsäuremethylestersulfochlorid mit 16,7 Gewichtsprozent Kettenchlor und 15,8 Gewichtsprozent SO2Cl erhalten.The addition of chlorine to the olefinic double bonds of the starting material used is carried out in the first reaction loop. The reaction loop consists of the circulation pump P 1, the static mixing section R 1 and the heat exchanger W 1. 5 m 3 / h of liquid phase of 6 ° C. are pumped around it. There are 26o kg / h of tallow fatty acid methyl ester and 36.4 kg / h of chlorine metered in continuously and 296.4 kg / h of methyl chlorate tallow fatty acid are withdrawn, which are fed to the second reaction loop. This is where sulfochlorination and chlorination take place simultaneously. In the 1st stage of the sulfochlorination / chlorination, consisting of the circulation pump P 2, the static mixing section R 2, and the UV lamp G 1, the heat exchanger W 2 and the separator B 1, 9 m 3 / h of liquid phase pumped at 4o ° C. 51.9 kg / h of C1 2 and 20.8 kg / h of S0 2 are metered in continuously, and 342.4 kg / h of methyl chlorofatty acid sulfate chloride are drawn off in the direction of the third loop. At the same time, 26.7 kg / h of HCI gas leave the separator B 1. In the second stage of the sulfochlorination / chlorination, a rotor-stator machine (R 3) is installed as the mixing element. 15 m 3 / h liquid phase of 4o o C are pumped over and 46.8 kg / h C1 2 and 18.2 kg S0 2 / h metered in continuously. 24.1 kg / h of HCl gas are separated off in separator B 2 . There are 383.3 kg / h of chlorotallow fatty acid methyl ester sulfochloride with 16.7 percent by weight of chain chlorine and 15.8 percent by weight of SO 2 Cl.

Claims (9)

1. Verfahren zur Chlorierung und Sulfochlorierung von unter Reaktionsbedingungen flüssigen Fett-Rohstoffen, insbesondere Fettsäuren und/oder deren Estern, durch Umsetzung mit Chlor und S02, bei dem man das flüssige Einsatzmaterial in Kreislaufführung durch eine Reaktionszone führt, in der es mit in den Kreislauf eingespeistem Chlor und S02 zur Umsetzung gebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Chlor und S02 im Gleichstrom mit dem flüssigen Gut eingespeist und zusammen mit diesem beim oder vor dem Eintritt in die Reaktionszone durch einen Intensivmischer geführt werden, wobei die Menge des eingespeisten Chlors und S02 so bemessen wird, daß das Reaktionsgemisch die Reaktionszone als praktisch homogene Flüssigphase durchläuft.1. Process for the chlorination and sulfochlorination of fat raw materials which are liquid under the reaction conditions, in particular fatty acids and / or their esters, by reaction with chlorine and SO 2 , in which the liquid feed is circulated through a reaction zone in which it is added to the Circuit fed chlorine and S0 2 is brought to implementation, characterized in that the chlorine and S0 2 are fed in cocurrent with the liquid material and together with this are passed through an intensive mixer during or before entering the reaction zone, the amount of the fed Chlors and S0 2 is dimensioned so that the reaction mixture passes through the reaction zone as a practically homogeneous liquid phase. 2. Verfahren nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, daß man mit einem olefinisch ungesättigte Anteile enthaltenden Ausgangsmaterial _ und dabei vorzugsweise mehrstufig derart arbeitet, daß zunächst Chlor an die Doppelbindungen angelagert und nachfolgend sulfochloriert wird, wobei gewünschtenfalls in einer der Sulfochlorierung vorgängigen oder nachfolgenden Reaktionsstufe oder während der Sulfochlorierung der Kettenchlorgehalt des Einsatzgutes durch Substitutionsreaktion erhöht wird.2. The method according to claim 1, characterized in that one works with an olefinically unsaturated starting material _ and preferably works in several stages such that chlorine is initially attached to the double bonds and then sulfochlorinated, if desired in one of the sulfochlorination preceding or subsequent reaction stage or during the sulfochlorination the chain chlorine content of the feed is increased by substitution reaction. 3. Verfahren nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man Ester von Fettsäuren der Kettenlängen C8 - C24 mit ein- und/ oder mehrwertigen Alkoholen dem Verfahren unterwirft, wobei bevorzugt Ester von Fettsäuren bzw. Fettsäuregemischen natürlichen Ursprungs eingesetzt werden.3. A process according to claims 1 and 2, characterized in that esters of fatty acids of chain length C 8 - C 24 subjects with mono- and / or polyhydric alcohols, the process being preferred esters of fatty acids or fatty acid mixtures of natural origin are used. 4. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man in Abwesenheit von viskositätserniedrigenden Verdünnungsmitteln arbeitet.4. Process according to claims 1 to 3, characterized in that one works in the absence of viscosity-reducing diluents. 5. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man die intensive Vermischung von Gas- und Flüssigphase durch an sich bekannte in den Flüssigkeitskreislauf eingefügte statische und/oder bewegte Mischelemente bewirkt, wobei bevorzugt mit statischen Mischelementen gearbeitet wird, die durch sich kreuzende Leitelemente im Bereich der Mischzone eine hochturbulente Zick-Zack-Strömung des Gas-Flüssigkeitsgemisches auslösen.5. The method according to claims 1 to 4, characterized in that the intensive mixing of gas and liquid phase by known in the liquid circuit inserted static and / or moving mixing elements, preferably working with static mixing elements that intersect Guide elements in the area of the mixing zone trigger a highly turbulent zigzag flow of the gas-liquid mixture. 6. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß mit Fließgeschwindigkeiten der Flüssigphase in der statischen Mischzone - bezogen auf das leere Rohr - von o,1 bis 5 m/sec., insbesondere im Bereich von o,25 bis 2,5 m/sec. gearbeitet wird, wobei bevorzugt das Verhältnis von Länge zu Durchmesser der Mischstrecke im Bereich von 2 : 1 bis 20 : 1 liegt.6. The method according to claims 1 to 5, characterized in that with flow rates of the liquid phase in the static mixing zone - based on the empty tube - of o, 1 to 5 m / sec., In particular in the range of o, 25 to 2.5 m / sec. the ratio of length to diameter of the mixing section is preferably in the range from 2: 1 to 20: 1. 7. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der zugeführten Gasmenge zur umlaufenden Flüssigkeitsmenge für beide gasförmigen Reaktanten im Bereich von o,o5 bis 5oo kg Gas/looo kg Flüssigkeit , insbesondere im Bereich von o,1 bis loo kg Gas/:looo kg Flüssigkeit liegt.7. The method according to claims 1 to 6, characterized in that the ratio of the amount of gas supplied to the circulating amount of liquid for both gaseous reactants in the range of o, o5 to 5oo kg of gas / looo kg of liquid, in particular in the range of o, 1 to loo kg Gas /: looo kg liquid lies. 8. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,daß in der Stufe der Sulfochlorierung mit einem C12/S02-Gemisch im Molverhältnis von annähernd 1 : 1 gearbeitet wird.8. The method according to claims 1 to 7, characterized in that in the stage of sulfochlorination with a C1 2 / S0 2 mixture in a molar ratio of approximately 1: 1. 9. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Chloraddition an die olefinischen Doppelbindungen bei Temperaturen von 5o bis 7o°C und die Sulfochlorierung bei Temperaturen von 3o bis 5o°C erfolgt.9. The method according to claims 1 to 8, characterized in that the chlorine addition to the olefinic double bonds at temperatures of 5o to 7o ° C and the sulfochlorination at temperatures of 3o to 5o ° C.
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